JP2015508705A5 - - Google Patents

Claims (33)

1. 流体の制御された量を移動させる方法であって：
   第１流体中にキャビテーション気泡を生成させるステップを含み、
   前記キャビテーション気泡が前記第１流体の一部に充分な速度を付与し、それによって前記第１流体と動作可能に連結された第２流体の制御された体積を移動させ、
   前記制御された体積の前記第２流体が約１マイクロリットル以下であり；そして
   前記キャビテーション気泡が約１ミリ秒以下の持続期間を有する、方法。
2. 前記第１流体および前記第２流体が流体連通している、請求項１記載の方法。
3. 可撓性膜が前記第１流体と前記第２流体との間に挿入される、請求項１記載の方法。
4. 前記第１および前記第２流体が非混和性である、請求項１記載の方法。
5. 前記キャビテーション気泡が、ある体積の前記第１流体をパルスレーザーで照射することによって生成される、請求項１記載の方法。
6. パルスレーザーによって放射されるパルスの発生のタイミング、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生の周波数、パルスレーザーによって放射されるパルスの波長、パルスレーザーによって放射されるパルスのエネルギー、およびパルスレーザーによって放射されるパルスの照準または場所の少なくとも１つを調節するコントローラを用いて前記第２流体の制御された体積を制御するステップをさらに含む、請求項５記載の方法。
7. 複数の別個のさらなるキャビテーション気泡を少なくとも１０００Ｈｚの周波数で生成させるステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
8. 前記第２流体の制御された体積が約５００ナノリットル以下、または約２００ｐＬ以下である、請求項１記載の方法。
9. 前記方法を１ｋＨｚ以上の周波数で繰り返す、請求項１記載の方法。
10. デバイス中で液滴を生成させるための方法であって：
    第１流体を含む第１流体管路；
    第２流体を含む第２流体管路；および
    前記第１流体管路を前記第２流体管路に流体連結する開口部
    を提供するステップと、
    前記第１流体管路中でキャビテーション気泡を生成させるステップであって、前記キャビテーション気泡が、前記第１流体の液滴が前記開口部を超えて前記第２流体管路中に押し出されるために充分な速度を前記第１流体の一部に付与するステップと、を備える方法。
11. 前記第１流体および前記第２流体が非混和性流体である、請求項１０記載の方法。
12. 前記開口部がノズルとして構成される、請求項１０記載の方法。
13. 前記キャビテーション気泡が、ある体積の前記第１流体をパルスレーザーで照射することによって生成される、請求項１０記載の方法。
14. レーザーパルスの強度、持続期間、波長、および位置の少なくとも１つを選択することによって、所望の体積の液滴を生産するステップをさらに含む、請求項１３記載の方法。
15. デバイス中で液滴を生成するための方法であって：
    第１流体を含む第１流体管路；
    第２流体を含む第２流体管路であって、前記第１流体管路と流体連通した第２流体管路；
    第３流体を含む第３流体管路；および
    前記第２流体管路を前記第３流体管路と流体連結させる開口部
    を提供するステップと、
    前記第１流体管路中でキャビテーション気泡を生成させるステップであって、前記キャビテーション気泡が、前記開口部を超えて前記第３流体管路中に前記第２流体の液滴を押し出すために十分な速度を前記第２流体の一部に付与するステップと、を備える方法。
16. 前記第２流体および前記第３流体が非混和性流体である、請求項１５記載の方法。
17. 前記第２流体管路をモニタリングし、そのようなモニタリングによって生じるデータをコントローラに伝達するステップをさらに含む、請求項１５記載の方法。
18. 前記第２流体が粒子または細胞を含む、請求項１５記載の方法。
19. 前記開口部がノズルとして構成される、請求項１５記載の方法。
20. 前記キャビテーション気泡が、ある体積の前記第１流体レーザーパルスの照射によって生成する、請求項１５記載の方法。
21. パルスレーザーによって放射されるパルスの発生のタイミング、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生の周波数、パルスレーザーによって放射されるパルスの波長、パルスレーザーによって放射されるパルスのエネルギー、およびパルスレーザーによって放射されるパルスの照準または場所の少なくとも１つを選択するためにコントローラを用いるステップを含む、請求項２０記載の方法。
22. デバイスにおいて液滴を生成するための方法であって：
    第１流体を含む第１流体管路、
    第２流体を含む第２流体管路、
    第３流体を含む第３流体管路、
    前記第１流体管路と前記第２流体管路との間に挿入された可撓性膜、および
    前記第２流体管路と前記第３流体管路との間の開口部
    を提供するステップと、
    前記第１流体管路中で、前記可撓性膜の一部分を前記第２流体管路中に弾性変形させるキャビテーション気泡を生成させるステップであって、前記可撓性膜の前記一部分の前記弾性変形は、前記開口部を超えて前記第３流体管路中に前記第２流体の液滴を押し出すために十分な速度を前記第２流体の一部に付与するステップと、を備える方法。
23. 前記第２流体および前記第３流体が非混和性流体である、請求項２２記載の方法。
24. 前記第２流体管路中の流体をモニタリングし、そのようなモニタリングによって生じたデータをコントローラに伝達するステップをさらに含み、前記コントローラが、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生のタイミング、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生の周波数、パルスレーザーによって放射されるパルスの波長、パルスレーザーによって放射されるパルスのエネルギー、およびパルスレーザーによって放射されるパルスの照準または場所の少なくとも１つを制御する、請求項２２記載の方法。
25. 液滴を生成するためのデバイスであって：
    第１流体管路；
    第２流体管路；
    前記第１流体管路と前記第２流体管路との間の開口部であって、前記第１流体管路中の流体における気泡の形成が、それによって前記第１流体管路から前記開口部を通って前記第２流体管路中に前記流体の液滴を押し出すために有効な量の力を誘発するように配置された、前記開口部；および
    エネルギー源に連結され、前記エネルギー源が前記第１流体管路中で１以上のキャビテーション気泡の一時的形成を誘発するエネルギーを方向づけるように動作可能に構成された、コントローラ
    を含む、デバイス。
26. 前記開口部がノズルとして構成される、請求項２５記載のデバイス。
27. 前記エネルギー源がパルスレーザーである、請求項２５記載のデバイス。
28. 前記コントローラが液滴の体積を、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生のタイミング、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生の周波数、パルスレーザーによって放射されるパルスの波長、パルスレーザーによって放射されるパルスのエネルギー、およびパルスレーザーによって放射されるパルスの照準または場所の少なくとも１つの関数として調節するように構成される、請求項２５記載のデバイス。
29. 液滴を生成するためのデバイスであって：
    第１流体管路；
    第２流体管路；
    第３流体管路；
    前記第１流体管路と前記第２流体管路との間に挿入された可撓性膜であって、前記第１流体管路中の流体における気泡の形成が、前記可撓性膜の一部を弾性変形させる力を誘導するように配置された、前記可撓性膜；
    前記第２流体管路と前記第３流体管路との間の開口部であって、前記可撓性膜の一部の弾性変形が第２流体に対して力を誘発し、それによって前記開口部を通って前記第２流体管路から前記第３流体管路中に前記第２流体の液滴を押し出すように配置された、前記開口部；および
    前記第１流体管路中の前記流体における前記気泡の一時的形成を誘発するエネルギーを方向づけるように動作可能に構成されたコントローラ
    を含む、デバイス。
30. 前記コントローラによって、前記エネルギーがプログラム可能なタイミングで方向づけられることが可能になる、請求項２９記載のデバイス。
31. 前記コントローラが、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生のタイミング、パルスレーザーによって放射されるパルスの発生の周波数、パルスレーザーによって放射されるパルスの波長、パルスレーザーによって放射されるパルスのエネルギー、およびパルスレーザーによって放射されるパルスの照準または場所の少なくとも１つを調節する、請求項２９記載のデバイス。
32. 前記第２または前記第３流体管路をモニタリングするように構成され、さらにモニターからのデータをコントローラに転送するようにさらに構成されたモニターをさらに含む、請求項２９記載のデバイス。
33. 前記コントローラが、前記第３流体管路への前記第２流体の指定された体積を制御するようにさらに構成され、前記指定された体積が、少なくとも部分的に、前記モニターからの前記データによって決定される、請求項３２記載のデバイス。